Wasserstoff-Brennstoffzelle oder Batterie?

[E-Mobil-Foo]

das doppelte Spiel, dass die konventionelle Wirtschaft da treibt, noch mal in besonderer Form. Bis jetzt habe ich gedacht, dass man mit Elektrolyse-H2 neue Märkte erschließen will ohne dadurch die eigenen Dampfreformierungsanlagen zu gefährden. Also Elektrolyseure bitte für den FCEV-Killefitz

Für mich übersetzt, die Industrie macht Wasserstoff schmackhaft, um ihr sogen. Autogas loszuwerden, wobei dieses in Wasserstoff und Kohlendioxid zerlegt wird. Die Gutmeiner denken irrig, rückstandslose Elektrolyse-Wasserstoffproduktion.
Tür und Tor stehen in politschen Entscheidungsrunden für externe Fachberater zur angepaßten öffentlichen und internen Strategieformierung offen. Andere machen die Augen zu, Kosten, Reichweite, Aufwand, Basta.

[Joe-Hotzi]

Demnächst fahren Wasserstoffbusse in Wuppertal, der Wasserstoff wird mit Strom aus der Müllverbrennungsanlage gewonnen. Von batterielektrischen Bussen hat man nach Tests wieder Abstand genommen.

Und die Begründung dazu liest sich in den Links geradezu kurios:
"Steile Straßenzüge, große Höhenunterschiede. Wuppertal, die größte Kommune im Bergischen Städtedreieck, ist bekannt fürs Rauf und Runter. ... Am dritten Hügel sah der Fahrer schon die Restlaufzeit dahinschwinden, ... "

Mal abgesehen davon, dass es wohl in der Anfangsphase durchaus E-Busse gab, die nicht die versprochenen Fahrleistungen erfüllten, liest sich das wie: Setze einen Anfänger in einen E-Bus, scheuche ihn ohne zu Rekuperieren über die Strecke und lasse ihn dann jammern.

Gerade bergige Gelände sind dank hohem Drehmoment und Rekuperation ein geeignetes Einsatzgebiert für E-Mobilität. H2-BSZ-Bus für 650.000€? Da bin ich ja mal auf den tatsächlichen Endpreis des belgischen Herstellers van Hool gespannt - bei MB las sich das noch vor wenigen Jahren so:
"Die noch nicht in Serie gefertigten Mercedes-Busse kosten weit über eine Million Euro pro Stück. ... das Bundesverkehrsministerium trägt 48 Prozent der Kosten und bekommt im Gegenzug unter anderem eine umfangreiche Analyse."
Wenn es jetzt trotzdem keinen deutschen Anbieter gibt, wird das wohl seine Gründe haben.
Ein wirtschaftlicher Betrieb der H2-Busse nach der Anschaffung ist nicht einmal mittelfristig absehbar. Oder verpuffte die Wärme der Müllkraftwerkes in Wuppertal bisher ungenutzt? Wohl kaum.

Wohlgemerkt - je >500k€ Subventionen je H2-BSZ-Bus damals bei MB, 325k€ heute bei van Hool - wie werden sehen. Dazu dann noch die notwendigen H2-Tankstellen ...
-Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur fördert deshalb den Bau der ersten 50 Wasserstoff-Tankstellen über das Nationale Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) und hat sich mit rund 900.000 Euro am Bau der Anlage in Bremen beteiligt.
- Bau und Betrieb der Wolfsburger Station wurden vom Bundesverkehrsministerium mit rund 900 000 Euro gefördert.

Warum haben eigentlich diese Stationen nur einen täglichen Betankungsdurchsatz von ca. 40 PKW oder max. 20 H2-LKW /H2-Bussen, wenn das Betanken angeblich nur 3-5min dauert ... ? Warum sind trotz der wenigen H2-Autos schon heute so oft die H2-Tankstellen defekt?
Könte es daran liegen, dass das bisherige Druckniveau von 350bar (wohlgemerkt - Autoreifen: 2-3bar) zumindest beim PKW nicht für sinnvolle Reichweiten reichte und man daher auf 700bar "aufrüsten" musste? 700bar waren noch vor wenigen Jahren nur im Labor erreichbar!
Aber mechanische Technik verschleißt ja nicht und Höchstdruckanlagen bedürfen kaum Wartung und Kontrolle - mit H2 preiswert in Zukunft!
Deshalb kostet heute 1kgH2 an der Drucktanke (reicht im PKW max. 100km) "nur" 9,50€ - noch subventioniert, da von der Energiesteuer befreit. Das ist H2 aus der billigsten fossilen Erzeugung (Dampfreformation aus Erdgas /Erdöl) - Elektrolyse (erst recht mit EE-Strom, wie gern beworben) aus reinstem Wasser /Kalilauge ist mehrfach teurer ...

Ich bin gespannt auf die Wirtschaftlichkeitsberechnung der Eigen-Elektrolyse (statt den Strom einzuspeisen /zu verbrauchen). Der Elektrolyseur liefert etwa mit einem Systemdruck von 30bar. Schon wenn man nur mit diesem Druck speichert, beträgt der Wirkungsgrad bei Rückverstromung nur ca. 18%!

Die Abwärme dürfte im Bus allenfalls teilweise nutzbar sein und mit 30bar fährt der Bus nicht lang. Also muss bei mobiler Anwendung zusätzlich auf 350/700bar komprimiert werden, was auch zusätzlich Strom /Geld kostet.

Lustig wird der Winterbetrieb. Denn das BSZ-System muss bei Minusgraden vorgeheizt werden und bei einem Verbrauch von bspw. 3kg H2/100km plätschern auf dieser Strecke mal locker ca. 24l Wasser auf die bergige Fahrbahn.

Toyota Mirai beim "Wasserlassen". (aus: "Der weite Weg zum Wasserstoff", manager-magazin)
Das wird ein Spaß!
Ja, konventionelle Motoren stoßen auch hohe Mengen an Wasser aus. Auf Grund der hohen Systemtemperaturen aber eben vor allem als Wasserdampf ...


Aber dank emsiger Lobbyisten von Fahrzeugindustrie, H2-Gas- und Anlageproduzenten und nicht zuletzt der Mineralölkonzerne, die den Verbraucher gern weiter an die "Tankstellen" binden wollen, werden schon noch -zig Millionen Steuergelder in private Profite umgelenkt werden.

[Vokoun]

Demnächst fahren Wasserstoffbusse in Wuppertal, der Wasserstoff wird mit Strom aus der Müllverbrennungsanlage gewonnen. Von batterielektrischen Bussen hat man nach Tests wieder Abstand genommen.

https://www.wp.de/region/sauer-und-sieg ... 14717.html
https://www.energieagentur.nrw/brennsto ... _wuppertal

Ich wohne in Wuppertal und kann verstehen das auf Elektro aufgrund der Topographie verzichtet wird. Egal wie du rekupirst, soviel kannst du gar nicht reinholen wie man an den Bergen verliert. Highlight die Cronenberger Straße, selbst die vollgepackten Diesel Busse stöhnen den berg hoch.

[mweisEl]

Ich wohne in Wuppertal und kann verstehen das auf Elektro aufgrund der Topographie verzichtet wird. Egal wie du rekupirst, soviel kannst du gar nicht reinholen wie man an den Bergen verliert. Highlight die Cronenberger Straße, selbst die vollgepackten Diesel Busse stöhnen den berg hoch.

Ein ulkig-lächerliche Aussage bei den nicht einmal 200 Metern Höhenunterschied in Wupperal. Und wenn es so schlimm wäre beim Batteriebetrieb, wie meinst Du kann die Brennstoffzelle die Leistung regeln beim Steigung hochfahren (500 kW) und dann auf die Haltestellen zubremsen (- 50 kW) alle paar Sekunden? Gar nicht, fast die gesammte Leistungsmodulation muss von den Lithium-Ionen Batterien in diesen "Wasserstoffbussen" kommen.

[Joe-Hotzi]

Das ist das Grundproblem, dass die meisten gar nicht wissen, dass ein "H2-BSZ-Kfz" eigentlich ein vollständiges Elektrofahrzeug ist, dessen zu kleine Traktionsbatterie ständig von der Brennstoffzelle nachgeladen werden muss. Diese bezieht ihre Energie aus dem mitgeführten H2. Der Antrieb ist vollständig identisch wie beim BEV. Technisch ist das "H2-BSZ-Kfz" ein serieller Hybrid.

Die Antriebsleistung am Berg kann also keinesfalls ein Problem sein - denn da unterscheiden sich die Antriebe von BEV und H2-BSZ-Kfz nicht. Die Frage ist, wieviel Energie mitzuführen ist, um den sicheren Betrieb /Umlauf zu gewährleisten. Da real Busse mit mehreren hundert Kilometern Reichweite als BEV existieren, sollte dies heute auch kein Argument mehr für H2 sein.

Im Gegenteil hat das BEV beim starken /längeren Rekuperieren i.d.R. Vorteile, da die größere Traktionsbatterie auch eine höhere Menge Rekuperationsenergie aufnehmen kann. Aber was sind schon Fakten ...

[iOnier]

Lustig wird der Winterbetrieb. Denn das BSZ-System muss bei Minusgraden vorgeheizt werden und bei einem Verbrauch von bspw. 3kg H2/100km plätschern auf dieser Strecke mal locker ca. 24l Wasser auf die bergige Fahrbahn. [Bild] Das wird ein Spaß!

Das Auto könnte ja bei Frostgefahr automatisch etwas Salz beimischen und damit sogar den Winterdienst noch unterstützen

[Priusfahrer]

Wir haben so einen Elektrobus im Test. Allerdings nur 5km einfache Strecke und ziemlich flaches Land. Der Akku hat auch nur 30kWh, was für weniger als 100km reicht. Richtige Elektrobusse haben aber 100kWh und mehr. Und solche wären auch im bergigen Wuppertal einsetzbar.

Bei einer Ladeleistung mit sagen wir 100KW wären in 10-15min an der Endstelle genug Strömlinge für den nächsten Umlauf nachladbar. Der H² Bus muss erst zur nächsten Tankstelle fahren und muss vermutlich 1-2 Umläufe aussetzen.

[Vokoun]

Ich wohne in Wuppertal und kann verstehen das auf Elektro aufgrund der Topographie verzichtet wird. Egal wie du rekupirst, soviel kannst du gar nicht reinholen wie man an den Bergen verliert. Highlight die Cronenberger Straße, selbst die vollgepackten Diesel Busse stöhnen den berg hoch.

Ein ulkig-lächerliche Aussage bei den nicht einmal 200 Metern Höhenunterschied in Wupperal. Und wenn es so schlimm wäre beim Batteriebetrieb, wie meinst Du kann die Brennstoffzelle die Leistung regeln beim Steigung hochfahren (500 kW) und dann auf die Haltestellen zubremsen (- 50 kW) alle paar Sekunden? Gar nicht, fast die gesammte Leistungsmodulation muss von den Lithium-Ionen Batterien in diesen "Wasserstoffbussen" kommen.

Es freut mich sehr das ich dich erheitern konnte.
Ich lade dich hiermit gerne Mal nach Wuppertal ein, dann können wir gerne bei einem Bier und einem Essen über Steigung und Höhenmeter sprechen und du kannst mir ungebildetem bestimmt in einer herzhaft arroganen Art
Zeigen wie man richtig hoch und runter fährt mit einem bev.

Wie gesagt, meine ich ernst!

[AbRiNgOi]

Cronenberger Straße:

148 Höhenmeter auf 1,8km Länge, nicht schlecht. Sehr gleichmäßig. 8,2% Steigung. Also eine Eisenbahn schafft das nimma. Mit dem Fahrrad steigt 90% der Bevölkerung ab... Das hätte ich mir da oben im "wahren Norden" nicht erwartet.
Aber ansonsten ist es halt schon so, dass gerade ein Elektroantrieb da leichter rauf kommt als jeder Diesel. Die Frage ist ja nicht ob der da rauf kommt sondern wie viel Energie der dabei verbracht. Und da verbraucht halt ein BEV-Bus und ein FCEV-Bus gleichermaßen viel Energie. Es geht also wie so oft nur um die Reichweite und der Ladestartegie. Ob der Bus nun diese 148m Höhenunterschied machen muss oder mal kurz für 10km auf die Autobahn bleibt da schon mal egal. Die Energie ist pfutsch. (Vorallem wenn der Bus beim Rauf und Runterfahren oft bei Stationen stehen bleiben muss ist der Akku schnell leer.

Streitet Euch nicht wegen ein paar Höhenmeter, es geht nur um die Energiebilanz. Und je größer das Fahrzeug und umso höher der tatsächliche Energieverbrauch desto eher rechnet sich ein FCEV. Wichtig wäre: Fixe Ladestation sodass diese sich rechnen kann, also nicht ein Netz von Ladestationen die in ihrer Auslastung nicht abschätzbar sind. Eigene Erzeugung bevorzugt.
Es gibt einige Projekte die ich interessiert beobachte, weil diese dann wichtige Fragen beantworten können.
Zillertalbahn
Nikola in Amerika
und jetzt eben neu: Wuppertal.
Es wird interessant, ich persönlich würde aber mein Geld lieber wo anders anlegen. Ausprobieren kann man es aber allemal.

[Joe-Hotzi]

Die Frage ist ja nicht ob der da rauf kommt sondern wie viel Energie der dabei verbracht. Und da verbraucht halt ein BEV-Bus und ein FCEV-Bus gleichermaßen viel Energie.

Das ist so beim Energiebedarf am Rad - nur ist die mitzuführende Energie beim FCEV 2-3fach höher als beim BEV - wegen des schlechteren Wirkungsgrades des FCEV-Antriebsstranges vom H2-Tank bis zum Rad im Vergleich Akku zum Rad ("Tank-to-Wheel").

Die Energie ist pfutsch. (Vorallem wenn der Bus beim Rauf und Runterfahren oft bei Stationen stehen bleiben muss ist der Akku schnell leer.)

Das ist nicht so!
Denn dafür gibt es die Rekuperation (sowohl beim BEV, wie auch beim FCEV), sowohl beim Abbremsen an Haltestellen, als auch beim Bergab-Fahren. Wenn der Fahrzeugwirkungsgrad eines BEV ab Akku (also ohne Verluste im Ladegerät) mit ca. 90% angesetzt wird, dann ist der Wirkungsgrad beim Rekuperieren nicht viel geringer. Denn dem E-Motor ist es (fast) egal, ob er e. Energie in Bewegung, oder Bewegung in el. Energie umwandelt.
Du kannst mit dem BEV fast leer oben ankommen - unten ist der Akku dann wieder ein gutes Stück gefüllt.

Wenn aber beim FCEV die zu kleine Traktionsbatterie die Rekuperationsenergie bei der langen Bergab-Fahrt nicht mehr aufnehmen kann (weil sie voll ist) - dann muss mechanisch gebremst werden und diese Energie ist dann verloren. Es hängt also von der Auslegung der Batterie und der maximal aufzunehmenden Energie durch die Reku ab und hier hat das BEV wieder tendenziell Vorteile. Es sei denn, der Betriebsbahnhof /Ladestelle wird absichtlich auf den Berg gebaut und mit vollem Akku losgefahren ...

Und je größer das Fahrzeug und umso höher der tatsächliche Energieverbrauch desto eher rechnet sich ein FCEV.

?!?

Oben hast Du gerade noch dargestellt, dass BEV und FC-EV bei gleicher Größe die gleiche Energie am Rad benötigen.
Ein FCEV "rechnet" sich nur, solange der Steuerzahler Fahrzeuge und Treibstoff H2 kräftig subventioniert.

Ansonsten gibt es keinerlei Aussicht auf Wirtschaftlichkeit in Deutschland - erst recht nicht im Vergleich zu einem BEV. Nimm ein beliebieges FCEV und einen entsprechendes BEV und vergleiche den tatsächlichen Energiebedarf /die Kosten je 100km:
FCEV: ca. 1kg H2 /100km kosten (subventioniert, da von der Energiesteuer befreit) aktuell 9,50€ an der H2-Tanke
BEV: ca. 20kWh /100km kosten zum Privatkundenpreis (also inkl. aller Steuern und Abgaben) max. 6,00€ - eher geringer

Ein Bus hat dann halt den 3-4fachen Energiebedarf /Kosten. Wo siehst Du die Vorteile für einen H2-BSZ-Bus?!? Dieser kann bei den derzeitigen Spritpreisen nicht einmal mit einem Dieselbus konkurrieren - erst recht nicht mit den schon weit verbreiteten Hybrid-Bussen, die auch etwas rekuperieren können.

Da ist bei H2 die preiswerteste Herstellung (Dampfrefomation aus fossilem Erdgas) zu Grunde gelegt, da die fossile Produktion mit >95% dominiert. Jede andere Produktion (erst recht Hydrolyse mit EE-Strom für "grünes H2") ist noch deutlich (mehrfach!) teurer - sonst würde man sie ja auch ohne Subventionen realisieren ...

Wenn es keine anderen Gründe gibt, ist ein FCEV m.M.n. lediglich ein Marketing-Gag zum Abgreifen von Subventionen und Vertrösten der Kunden.